LUTPub (LUT University)
Not a member yet
24632 research outputs found
Sort by
Selluloosapohjaisesti päällystettyjen kartonkien 3D-muovattavuus ja pakkaustoiminnallisuus : puristusmuovaus pääkohteena
No full textTrays for food packaging are still mostly made from plastics, and by using paperboard, the carbon footprint can be brought down substantially. Paperboards with cellulose-based coating are possible renewable and biodegradable substitutes for traditional plastics. The goal of this thesis was to evaluate the performance of paperboards with regenerated cellulose-based coatings in the press forming of trays.
Experimental materials consisted of four trial points with two different plasticizers in the coatings, one trial point without a plasticizer, and one trial point with a thinner coating. Every trial point has the same base paperboard. Those were compared to the reference material with a PET coating. The goal for the experimental materials was to have the same coating thickness as the reference material, and for the thinner coating, half of that.
Material measurements revealed differences between materials and proved that the experimental materials’ properties are close to the reference material. A key result from the tray manufacturing trial runs was that some of the trial points handled more blank holding force than the reference material. One major limitation of the experimental materials was curling. As the trays cool down, the long side of the tray curls inward, and then the usability of the trays suffers. Another difference compared to the reference material was barrier performance after converting.
The future of the regenerated cellulose-based coatings looks promising, as the results showed that the materials have the potential to be developed further. The production of trays was possible, and the runnability was quite good for experimental materials despite a few minor issues.Suurin osa ruoan pakkaamiseen käytettävistä vuoista on edelleen tehty muovista. Mikäli muovin sijaan käytettäisiin kartonkia, hiilijalanjälkeä voitaisiin laskea merkittävästi. Selluloosapohjaisesti pinnoitetut kartongit ovat mahdollisia korvaajia perinteiselle muoville. Tämän työn tavoitteena oli arvioida regeneroiduilla selluloosapohjaisilla kalvoilla päällystettyjen kartonkien suorituskykyä vuokien puristusmuovausprosessissa.
Kokeelliset materiaalit koostuivat neljästä koepisteestä. Nämä sisälsivät kahdella eri pehmittimellä ja ilman pehmitintä sekä yhden ohuemmalla pinnoitteella tehdyn materiaalin. Pohjakartonki oli jokaisessa materiaalissa sama. Kokeellisia materiaaleja verrattiin PET-päällystettyyn referenssimateriaaliin. Pinnoitepaksuuden osalta tavoite oli tehdä yhtä paksu pinnoite, kun referenssimateriaalissa ja ohuempaan pinnoitteeseen puolet siitä.
Materiaalimittauksien tuloksista huomattiin eroja materiaalien välillä ja tulokset osoittivat, että kokeellisten materiaalien ominaisuudet ovat lähellä referenssimateriaalia. Päätulos vuokakoeajoista oli, että muutama kokeellinen materiaali kesti enemmän kehätyökalupainetta kuin referenssimateriaali. Yksi iso rajoittava tekijä kokeellisten materiaalien keskuudessa oli käyristyminen. Kun vuoat jäähtyivät, niiden pitkät sivut käyristyivät vuoan sisälle päin, tämän takia vuokien käytettävyys kärsii. Toinen iso ero referenssimateriaaliin oli kokeellisten materiaalien barrier-ominaisuudet konvertoinnin jälkeen.
Regeneroitujen selluloosapohjaisten pinnoitteiden tulevaisuus vaikuttaa lupaavalle, koska tulokset osoittivat, että materiaaleilla on potentiaalia jatkokehitykselle. Vuokien valmistus oli mahdollista ja materiaalien ajettavuus oli hyvällä tasolla kokeelliselle materiaalille muutamista pienistä ongelmista huolimatta
Design of heat pipe heat exchanger for recovering waste heat from a gas-fired boiler
Full text linkHeat pipe heat exchanger is a type of exchanger that transfers heat through the phase change of the working fluid inside the heat pipe. It offers advantages such as a small temperature difference for heat transfer, simple structure, and high heat transfer capacity. This study focuses on a 116 MW gas-fired boiler and presents a complete and detailed design of a gravity-type gas-liquid heat pipe heat exchanger using conventional design methods.
Based on the calculations, 738 gravity-assisted heat pipes with a length of 4100 mm are selected. The tube bundle is arranged in 12 rows in a staggered configuration. Water is used as the working fluid, carbon steel as the tube material, and aluminum as the fin material. This combination provides benefits such as low cost and excellent thermal conductivity. The pressure drop on the flue gas side is approximately 841 Pa, which is within an acceptable range. The tube wall temperature is around 74 °C, which avoids dew point corrosion.
Under China’s strong push for energy conservation and emission reduction, this equipment provides a more efficient energy-saving solution at a lower cost
Aksiaalisesti kuormitetun kuormaa kantavan hitsatun T-liitoksen väsymistarkastelu erilaisilla hitsaustavoilla
No full textThis master’s thesis studies fatigue performance of an axially loaded load-carrying T-joint. For the joint, six different welding types are considered, which includes different configurations of fillet welds and fully penetrated welds. The fatigue performance of the joint is assessed with experimental testing and numerical analysis. Experimental fatigue tests are carried out for symmetric cruciform joints using constant amplitude loading with an applied stress ratio of R = 0.1. The fatigue performance of different weld types is compared based on experimental test results and weld dimensions determined from polished cross sections. Furthermore, the applicability of nominal fatigue design curves along with Effective Notch Stress (ENS) and Linear Elastic Fracture Mechanics (LEFM) approaches for numerical fatigue assessment of the studied joint are evaluated.
The results indicated that the fatigue strengths of symmetric and asymmetric double-sided fillet welds were found to be similar. For both weld types, all the failures but one occurred at weld toe. Fully penetrated weld showed similar fatigue strength with double-sided fillet welds, while the fatigue strength of fully penetrated weld with a backlay weld was considerably higher. The fatigue strengths of double-sided fillet welds were significantly higher compared to single-sided fillet welds. Based on fatigue test results, a single-sided fillet weld with a greater penetration showed higher fatigue strength than a basic single-sided fillet weld. However, based on the analysis of the results, it cannot be said that the fatigue strength of single-sided fillet weld with a greater penetration is clearly superior to basic single-sided fillet weld. In terms of nominal stress, ENS, and LEFM approaches, all test specimen reached the characteristic design curves.Tässä diplomityössä tutkitaan aksiaalisesti kuormitetun kuormaa kantavan T-liitoksen väsymiskestävyyttä. Liitokselle tutkitaan kuutta erilaista hitsaustapaa, jotka sisältävät pienahitsien ja läpihitsausten erilaisia yhdistelmiä. Liitoksen väsymiskestävyyttä arvioidaan väsytyskokeita sekä numeerista laskentaa hyödyntäen. Väsytyskokeet suoritetaan symmetrisille ristiliitoksille käyttäen vakioamplitudista kuormitusta jännityssuhteella R = 0.1. Eri hitsaustapoja vertaillaan väsytyskoetulosten ja hiekuvista määritettyjen hitsimittojen perusteella. Lisäksi arvioidaan nimelliseen jännitykseen perustuvien väsymisluokkien sekä tehollisen lovijännityksen (ENS) ja lineaarielastisen murtumismekaniikan (LEFM) mukaisten laskentamenetelmien soveltuvuutta tutkittavan liitoksen väsymistarkasteluun.
Tulokset osoittavat symmetristen ja epäsymmetristen kaksipuoleisten pienahitsien väsymislujuuden olevan samankaltainen. Molemmissa hitsityypeissä kaikki testikappaleet yhtä lukuun ottamatta vaurioituivat hitsin rajaviivalta. Läpihitsattujen kappaleiden väsymislujuus on samalla tasolla kaksipuoleisilla pienahitseillä hitsattujen kappaleiden väsymislujuuden kanssa, kun taas kappaleiden, joihin on läpihitsauksen lisäksi hitsattu juuren puolen pienahitsi, väsymislujuus on näitä selvästi korkeampi. Kaksipuoleisten pienahitsien väsymislujuus on huomattavasti yksipuolisien pienahitsien väsymislujuuksia korkeampi. Väsytyskoetulosten perusteella suuremmalla tunkeumalla olevan yksipuolisen pienahitsin väsymislujuus on selkeästi tavallista yksipuolista pienahitsiä korkeampi. Tulosten tarkastelu kuitenkin osittaa, ettei suuremmalla tunkeumalla olevan yksipuolisen pienahitsin voida sanoa olevan selkeästi normaalia yksipuolista pienahitsiä parempi. Nimellisen jännityksen, ENS ja LEFM menetelmien osalta kaikki testikappaleet ylittävät karakteristiset suunnittelukäyrät
CFD simulation of a novel planar heat pipe for battery cooling and heating in electric vehicles
Full text linkThis thesis investigates the efficacy of a novel planar heat pipe cooling system for enhancing the performance and lifespan of electric vehicle batteries. Inappropriate thermal management poses a significant challenge to the widespread adoption of electric vehicles, potentially leading to capacity degradation, safety hazards, and reduced battery life. This research aims to address these concerns by developing and evaluating a highly efficient and cost-effective passive cooling solution utilising planar heat pipes.
The study involves the development of a 3D computational model to simulate the thermal behaviour of a representative battery module. This model will be used to analyse the performance of the proposed planar heat pipe system under various operating conditions, including rapid charging and discharging cycles, and exposure to extreme ambient temperatures. The research will also encompass the design and optimisation of the planar heat pipe system, considering factors such as working fluid selection, wick structure, and overall geometry.
The findings of this research are expected to provide valuable insights into the potential of planar heat pipes for effective battery thermal management. By demonstrating the advantages of this innovative cooling technology in terms of efficiency, cost-effectiveness, and ease of integration, this research aims to contribute significantly to the advancement of electric vehicle technology and accelerate the transition towards sustainable transportation
What software developers should know about data processing units (DPUs)
Full text linkData Processing Units (DPUs) have emerged as a new type of specialized processor designed to offload tasks like networking, storage and, security from CPUs in data centers. Due to their recent appearance on the market, learning resources remain scarce, especially those not produced by and tailored to a particular vendor’s platform. This thesis aimed to explore what aspects surrounding DPUs software developers need to understand to be able to develop on DPU platforms. This study was conducted using qualitative methods, specifically thematic analysis of technical documentation, to find reoccurring themes across multiple DPU ecosystems. The scope was limited to a handful of major DPU vendors who provided enough documentation for a meaningful analysis, the focus was also limited to an introductory overview, leaving out deeper technical details. The result of the thesis showed that platform independent development is currently limited, and most workflows are tightly coupled to vendor-specific Software Development Kits (SDKs) and tools provided by the manufacturer. The thesis compared different DPU models and SDKs to help familiarize the software developer with the tools available on each platform. Tools that appear on multiple different platforms are introduced in more detail. Efforts toward standardization are also briefly discussed as potential paths towards system interoperability in the future
Empirical investigations of the impact of external drivers on the growth of social enterprises
No full textDespite the increase of societal issues and the economic importance of social enterprises, our knowledge of how different external drivers impact the growth of social enterprises is still nascent and limited to theoretical contributions. This dissertation starts to fill in this gap by empirically investigating the question, Do external drivers of growth impact social enterprises differently to commercial entities, and if so, how? The research question is approached using three external drivers of growth: economic cycles, digitalization, and public research and development (R&D) funding. The main contributions of this paper are as follows: it strengthens the empirical knowledge pool of social enterprise growth using robust econometrical methods and data and complements our understanding of the reasons for the distinctive growth patterns of social enterprises by combining and testing current theories on small and medium enterprise and social enterprise growth.
The results demonstrate that the growth pace of social enterprises equals that of other enterprises, but the impact of the external drivers affecting their expansion in the short and medium term diverge. It is concluded that social enterprises outperform commercial enterprises during economic downturns and the opposite is true during economic booms. In addition, investing in digital capabilities boosts the growth of social and commercial enterprises to the same extent, but s s hampered their productivity. Furthermore, the degree of hybridity and societal orientation are found to play an integral role in the development of social enterprises in the context of public R&D funding in times of crisis. Although market-oriented hybrids have successfully utilized public funding to boost their post-crisis business performance, socially oriented hybrids have not been able to access the same benefits.
However, social enterprises are not underachievers in terms of financial growth or performance. The results of this research should encourage policymakers to further acknowledge the distinctive growth patterns of social enterprises, their role as buffers during times of economic turbulence, their vanguard role in deploying new technologies, and both their best- and worst-in-class positions within national innovation systems.ei tietoa saavutettavuudest
Raising the kappa number at Tainionkoski pulp mill
No full textSellutehtaan prosessissa kappaluvulla on merkittävä vaikutus kuitusaantoon ja raaka-aineiden käyttöön. Kappaluvun nostaminen voi parantaa prosessin taloudellisuutta ja vähentää ympäristökuormitusta pienentyneen raaka-aine- ja kemikaalikulutuksen ansiosta. Diplomityön tarkoituksena oli tutkia Tainionkosken sellutehtaan kappaluvun nostamisen vaikutusta prosessin saantoon ja ajettavuuteen sekä arvioida kappaluvun mittauksen luotettavuutta ja keinoja sen parantamiseen.
Kokeellisessa osiossa suoritettiin koeajoja ja analysoitiin tuloksia, joiden avulla kappalukua onnistuttiin nostamaan kolmella yksiköllä ilman negatiivisia vaikutuksia prosessin ajettavuuteen tai lopputuotteen laatuun. Teoreettinen kuitusaanto kasvoi 0,48 %, mikä merkitsee huomattavia säästöjä puun ja kemikaalien kulutuksessa vuositasolla. Lisäksi havaittiin, että kappaluvun hajontaa voitiin vähentää laskemalla liian korkealle asettua alkaliannoksen ohjearvoa.
Mittauksen luotettavuudessa havaittiin puutteita. Kappa-analysaattorin toistotarkkuus osoittautui riittäväksi, mutta analysaattorin ja laboratorioiden välisissä mittaustuloksissa esiintyi tasovirheitä. Mittaustarkkuuden parantamiseksi suositeltiin analysaattorin kalibrointia, laitehuoltoa tai uuden mittausteknologian käyttöönottoa. Tutkimuksen tulokset osoittivat, että kappaluvun nostaminen on sekä taloudellisesti että ekologisesti hyödyllistä, ja työ tarjoaa pohjan tuleville mittaustarkkuutta ja prosessinohjausta kehittäville hankkeille.In the pulp mill process, the kappa number significantly affects fiber yield and raw material consumption. Increasing the kappa number can enhance the economic efficiency of the process and reduce environmental impacts through decreased usage of raw materials and chemicals. The aim of this master’s thesis was to investigate how raising the kappa number affects yield and operability at Tainionkoski pulp mill and to evaluate the reliability of kappa number measurement system and potential improvements.
In the experimental part, trial runs were conducted and results analyzed, successfully achieving a three-unit increase in the kappa number without negatively impacting process operability or product quality. Theoretical fiber yield improvement of 0,48 % leads to substantial annual savings in wood and chemical consumption. Additionally, it was observed that variability in the kappa number could be reduced by lowering the alkali dosage reference value that was set too high.
Reliability issues in measurement accuracy were identified. While the repeatability of the kappa analyzer was found to be sufficient, systematic level discrepancies occurred between the analyzer and laboratory results. Recommendations to enhance measurement accuracy included calibrating the analyzer, performing equipment maintenance or adopting new measurement technologies. The findings demonstrate that increasing the kappa number provides both economic and environmental benefits, offering a foundation for future projects focused on enhancing measurement accuracy and process control
Kuuman meesan reologiset ominaisuudet
No full textIn this thesis, the rheological properties of lime mud at high temperatures were studied. Lime mud, which is generated in the pulp mill chemical cycle, is preheated before entering the lime kiln. The rheological properties of lime mud at high temperatures are crucial for enhancing the efficiency of preheating. The higher the temperature to which lime mud can be preheated, the more energy-efficient the lime kiln becomes.
The literature part discusses the operating principles of the chemical cycle in a pulp mill, with a detailed focus on the lime kiln and the calcination reaction. Various alternatives for electrifying the lime kiln are also addressed. The properties of lime mud are examined in detail, including particle size and impurities such as alkali content. Additionally, the temperature profile of lime mud and the adhesiveness of calcium carbonate are reviewed. The final part of the literature section covers the basic theory of rheology, the rheology of powders, high-temperature rheology, and the rheological properties of calcium carbonate.
In the experimental part, high-temperature rheological measurements were done on various different lime mud samples. The pretreatment of lime mud samples involved modifying particle size and alkali content. The aim of the rheological measurements was to determine the contribution of alkali content and particle size on the magnitude of shear stress variation as the temperature increases. The measurement results indicate that with lower alkali content, the variation in shear stress values begins at higher temperatures. Additionally, larger particle size has the same effect on the temperature corresponding to the variation in shear stress values.Tässä diplomityössä tutkittiin meesan reologisia ominaisuuksia korkeissa lämpötiloissa. Sellutehtaan kemikaalikierrossa syntyvä meesa esilämmitetään ennen meesauunia. Meesan reologiset ominaisuudet korkeissa lämpötiloissa ovat ratkaisevassa asemassa esilämmityksen tehostamisessa. Mitä korkeampaan lämpötilaan meesa voidaan esilämmittää, sen energiatehokkaampi meesauuni on.
Kirjallisuusosassa käsitellään sellutehtaan kemikaalikierron toimintaperiaatteet ja tarkemmin meesauunin toimintaa ja kalsinointiprosessia. Meesauunin osalta käsitellään myös erilaisia vaihtoehtoja sen lämmityksen sähköistämiselle. Meesan ominaisuuksista käsitellään tarkemmin partikkelikokoa ja meesan sisältämiä epäpuhtauksia, kuten alkalipitoisuutta. Lisäksi tarkastellaan meesan lämpötilaprofiilia ja kalsiumkarbonaatin tarttuvuutta. Kirjallisuusosan viimeisenä asiana käsitellään reologian perusteoriaa, jauheiden reologiaa, korkean lämpötilan reologiaa ja kalsiumkarbonaatin reologisia ominaisuuksia.
Kokeellisessa osassa suoritettiin korkean lämpötilan reologiamittauksia erilaisille meesanäytteille. Meesanäytteiden esikäsittelyssä muokattiin partikkelikokoa ja meesan alkalipitoisuutta. Reologiamittausten tavoitteena oli selvittää meesan partikkelikoon ja alkalipitoisuuden vaikutusta leikkausjännityksen vaihtelun suuruuteen lämpötilan kasvaessa. Mittaustuloksista voidaan todeta, että pienemmällä alkalipitoisuudella leikkausjännityksen arvojen vaihtelu alkaa korkeammissa lämpötiloissa. Lisäksi suuremmalla partikkelikoolla on sama vaikutus leikkausjännityksen arvojen vaihtelua vastaavaan lämpötilaan
Minkälainen vaikutus tekoäly- ja laajakielimalli-työkaluilla on kehittäjäkokemukseen?
No full textSoftware engineering is evolving rapidly with the widespread adoption of AI/LLM tools, yet researchers have not explored their impact on the developer experience as extensively. In this thesis, we investigate how these tools influence key aspects of the developer experience; including flow state, cognitive load, feedback loops and including team collaboration and communication.
We used a mixed methods approach that involved interviewing nine software engineering professionals and conducting a follow-up survey for the people at Solita Oy to validate the indicators identified in the interviews. Preliminary findings suggest that developers perceive AI/LLM tools as beneficial for their daily tasks and report an enhanced overall developer experience, although these tools do not yet radically change the current development practices.Ohjelmistokehitys kehittyy nopeasti tekoäly- ja laajojenkielimalli-työkalujen laajan käyttöönoton myötä, mutta niiden vaikutusta ohjelmistokehittäjien kehittäjäkokemukseen ei ole tutkittu yhtä laajasti.
Tässä opinnäytetyössä tutkin, miten nämä työkalut vaikuttavat kehittäjäkokemuksen keskeisiin osa-alueisiin, kuten flow-tilaan, kognitiiviseen kuormitukseen, palautesilmukoihin ja tiimityöskentelyyn. Käytin monimenetelmällistä tutkimustapaa, johon sisältyi yhdeksän ohjelmistokehityksen ammattilaisen haastattelu sekä seurantakysely Solita Oy sisällä, jolla vahvistin haastatteluissa esiin nousseita indikaattoreita. Alustavat tulokset viittaavat siihen, että kehittäjät pitävät tekoäly- ja LLM-työkaluja hyödyllisinä päivittäisessä työssään ja kokevat yleisen kokemuksen parantuneen, vaikka nämä työkalut eivät vielä tarjoa radikaalia muutosta nykyisiin kehityskäytäntöihin
Applying generative artificial intelligence applications for academic research on firms’ nonlinear internationalization
Full text linkPurpose: This study aims to critically evaluate the applicability of generative artificial intelligence (GenAI) tools for academic research in international business (IB), specifically focusing on the topic of firms’ nonlinear internationalization. It assesses these tools’ key performance dimensions: correctness, hallucinations and thoroughness.
Design/methodology/approach: This research adopts an exploratory approach, examining a comprehensive set of GenAI tools: eight chatbots and four AI-driven applications designed for academic purposes. The evaluation focuses on the capabilities and limitations of these tools in generating accurate research-related content for IB scholars.
Findings: This study finds that while GenAI tools capture some aspects of nonlinear internationalization, they often produce partially accurate and/or biased results. Common issues include providing fictitious sources, incorrect publication data and vague or incorrect answers. Thus, substantial development is still needed for GenAI tools to become reliable for scientific research.
Practical implications: Researchers should use GenAI tools with caution, verifying the accuracy of generated content and citations independently. A cautious approach is crucial to maintain the integrity and quality of academic research.
Social implications: This study raises awareness about ethical and practical challenges of using AI in academia, including issues related to plagiarism and misinformation. It underscores the importance of critical evaluation when using GenAI tools for research.
Originality/value: This paper contributes to the emerging literature on the role of GenAI in academic research by providing a critical assessment of the usability and limitations of current tools in studying complex IB phenomena. By using nonlinear internationalization as an example, it demonstrates how GenAI may support or hinder IB scholarship.Publishers versio